体验3D打印机：高科？玩具？文科女都能handle
“3D打印机”这个名称，个人以为，在科技产品里，属于命名相当成功的。闻听此名时，会让听者瞬间有恍然大悟的欣快感——“不就是立体打印呗~”但仔细一琢磨，又不得不承认，关于原理、过程、细节云云，其实全不知晓。在知其然不知其所以然的网络世界，要解释热门词汇，更得凭借老办法：眼见为实。
虽然已采访过清华几位教授、参观过高级实验室，也采访了太尔时代创始人，但在亲眼见到这台机器工作之前，我还是无法100%确定，自己了解其全部工作原理和过程。
太尔时代提供拍摄的这台3D打印机“UP”是面向大众消费级别的简易产品，只支持长宽高在140mm以内的三维设计模型打印，售价约为1万人民币（要打印大型、高精尖、直接能用的零部件，请自行购买6位数以上的工业级产品，谢谢）。
拆开包装后的裸机状态——也并非全裸——是已安装好工作平台（承接打印物、可上下左右前后移动）和机头（加热喷吐材料、可上小左右前后移动）的机身。包装内，配有一个小型工具包，内有铲子，镊子，剪子，改锥，螺丝刀，夹子等，很是小巧简便，让人想起西方传说中帮人类工作的小精灵常使用的工具。
要完成的硬件安装只有简单的两步，连文科女生都能handle。
首先，把悬挂材料的支架，用螺丝刀安装在机身左侧。然后，把为UP标配的材料线箍（重0.7kg，每捆能打二三十个小模型），挂在支架上，扯出材料线头，连接在机头上，至此，安装完毕。So，此处的材料线箍好比传统打印机的墨盒；此处的机头，好比传统打印机的喷头。
之后，就像要为传统打印机在电脑上安装打印驱动一样，3D打印机也需要自己的驱动，只不过，这个驱动要高端一点。将UP连接电脑，点击安装驱动程序和控制软件。需要区分的是，该控制软件和三维设计软件并非一个东西，它只能将三维设计图（通常是STL格式，或MAX）导入，但无法完成设计任务。就好比传统打印机的驱动只能指挥打印，但不能输入、打字、编辑文档。
具体来说，3D打印机的控制软件，任务在于将三维设计草图导入后，“切”成二维的水平层——每层厚0.3mm，这样3D打印机才可识别。理解到这一步，3D打印机就不再那么神秘了：工作时，它实际是按层打印，每一个极薄的层面堆叠起来，便构成三维造型。而3D打印精度，便部分体现在水平层能有多薄，越薄越精细。
当3D打印控制软件将三维设计图“切”好后，你可通过此软件预估大体打印时间，可以在此查看打印预览，三维设计图；还可通过此软件，手动操控3D打印机的一些简单动作。比如，在首次安装3D打印机时，要为工作平台调平。通过这个控制软件，点击相应按钮，你可以让机头在工作平台的中心和四角分别停一下，用工具包中0.2mm的塞尺量一下，是否等高。不然，通过调整螺丝可实现水平。
或者，如果你上次用黄色材料打印过，这次想改用白色。你可以点击控制软件中的“喷出”按钮，机头会将残留的一点余料“吐”出来，方便你安装新材料。
机头是一个0.3mm的喷口，工作时会加温到260°融化材料，可上下左右前后运动，将ABS塑料拉丝，与同样可以上下左右前后运动的工作平台配合默契，以此完成材料的每一层打印和最终的整体堆叠塑形。打印过程中，工作平台也会保持大约80°的高温，为了给刚“打印”出来的模型保持一定温度，不会冷却过快导致变形。
《时间线》编辑部准备打印一个直径在10公分左右的地球模型，表面凹凸有致，表现地球的各大洲和海洋。
UP开机。此时，会有一个初始化的过程，工作平台和机头会上下左右活动一下，自我检测，大约1分钟。之后，我们需要把一个粘接底板（黄色的塑料板）放在工作平台上面，用夹子夹住，用来接打印模型。在打印完毕后，可连模型带粘接底板一起拿下来。
控制软件显示，地球模型被切成179层，计算出打印时间约在一小时二十分钟左右。点击开始打印，数据资料就被传到打印机上了，开始工作了。
机头要预热，加温到260°需要5分钟。机头完成升温，发出一阵长鸣，打印开始。
非常有趣的是，控制软件会根据打印模型的大小、内部支撑构造等因素，自行设计一个打印底座，以支撑模型。3D打印机会先把底座“喷”出来，然后在层层精巧的将模型“喷”在底座上。以至于一开始出现一个横七竖八的底座时，我们以为打印机出了故障。
打印过程中，机身左下角会交替闪烁红绿灯，代表它在工作，表去烦它。工作声音跟普通打印机很相似，但有时在特定运动角度，会引起机身共振，那时声音好像电锯锯木头。凑近闻一闻，会有一点塑料遇热的味道。工程师说，如果在面积较小的密闭空间搞3D打印，味道还是很可观的。
一个半小时过去后，一个小地球被UP完整“吐”了出来，起伏有致，但仔细看还是会发现表面有层层纹理——这是受限于每一层厚度有限的缘故。我们将小地球与粘贴底板一起从尚有余热的工作平台上取下来，用铲子将模型带底座一起从粘贴地盘上铲除；再用剪子、镊子之类，将底座和地球分离，至此，3D打印完毕。
整个过程充满工程学和机械力量带给人的视听嗅享受，以及亲自动手的愉快。
捧着创造的这个地球~~模型~~回想3D打印机在上个月的美国，已通过这样的工作方式打印出半自动步枪的各个零部件，且组装完毕后能成功发射6枚子弹，不由感叹世界真疯狂。再回想清华教授说，他们与生命科学相结合的生物3D打印技术，在几十年后的终极目标之一是“打印”出活体移植的肾脏、肝脏……顿时，世界观又再次凌乱了。
来源： 时间线杂志 作者： 高笑楠
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